科學研究的藝術

W.I.B.貝弗里奇 著

陳捷 譯

W.I.B.Beveridge

THE ART OF SCIENTIFIC INVESTIGATION

William Heinemann Ltd. London, 1961

威廉•伊恩•比爾德莫爾（William Ian Beardmore，WIB）貝弗里奇是澳大利亞動物病理學家，也是劍橋大學動物病理學研究所所長。他於1908年4月23日出生在澳大利亞新南威爾士州朱尼市，並於2006年8月14日去世。他是1957年的《科學研究的藝術》和1977年的《上一次大瘟疫》的作者

第一章 准備工作

跛足而不迷路能趕過雖健步如飛但誤入峽途的人。——弗蘭西斯・培根（培根(Francis Bacon,1561一1626)，英國著名哲學家、小品文作家和政治家。一譯者）

着手研究問題

在開始科學研究的時候，顯然，首先要決定研究的題目。雖然在這方面有必要請教一位有經驗的科學家，但是：做研究工作的學生若是自己擔負選題的主要責任，那麼成功的可能則更大。這樣選出的題目他會感到興趣，覺得是他自己的，而且會多加考慮，因為成功與否責任全在他身上。他最好在本實驗室老資格科學家的研究范圍內選擇題目，這樣就能得益於他們的指導和關注，自己的研究也能促進對他們工作的理解。雖則如此，有時科學家卻不得不就某一特定題目進行研究，這種情況常見於應用研究。在這種時候，只要對問題考慮充分，就不難找到有真正價值的方面。甚至可以這樣說，大多數題目都是科學家自己創造出來的。美國大細菌學家史密斯(Theobald Smith)（史密斯(1359-1934)美國細菌學家和病理學家。—譯者）說：他總是着手處理眼前擺着的問題，主要因為容易得到資料，而沒有資料研究工作則寸步難行。有真正研究才能的學生要選一個合適的題目是不困難的。假如他在學習的過程中不曾注意到知識的空白或不一致的地方，或是沒有形成自己的想法，那麼作為一個研究工作者他是前途不大的。初學研究工作的人最好選擇一個很有可能出成果的題目，而這題目當然不要超出他的技術能力。成功是對進一步發展的有力推動和幫助，而不斷受挫則可能起到相反的效果。

題目選定以後，下一步就要明確這方面已經做過哪些研究。作為研究的起點，教科書往往很有用處，一篇新近出版的評論文章則更佳，因為二者都對現有的知識作了全面的總結，並提供了主要的參考資料。然而，教科書只是著作者撰書時期最重要事實和假說的匯編，為了使全書連貫一致，可能去掉了不銜接和有矛盾的地方。因此，我們一定要查閱原著。每篇文章中都提到其它文章，如此按蹤尋跡就能找到有關題目的全部文獻。索引雜志全面報導了任一學科大約時至一年以前的參考資料，非常有用。索引雜志未編進的資料則需到個別的有關期刊中搜尋。《醫學累積索引季刊》、《動物學記錄》、《獸醫學索引》及《農業書目》分別是有關學科的標准索引刊物。受過正規訓練的圖書館管理員知道怎樣系統查閱文獻。科學家有幸得到他們的幫助便可獲得任何有關科目的全部參考書目。最好在研究工作開始初期，對全部有關文獻作充分的研究，因為即使疏漏了一篇重要論文，也可能浪費很多精力。再者，在研究的過程中，以及在留意有關課題的新論文時，廣泛瀏覽各種資料，注意有無可利用的新原理、新技術，是非常有益的。

在傳染病研究方面，通常，第二步是儘量搜集該疾病當地病例的第一手材料。舉例說，如果研究的是一種牲畜病，一般要實地進行觀察，親自探訪農民。這是實驗工作的重要先決條件。研究人員忽視了這一點，有時就會做一些與實際問題關係很小的實驗。適當的實驗室標本檢驗，通常作為這種現場工作的輔助工作進行。

農民常常給觀察到的事物加上主觀的色彩以適合自己的觀點，也許一般門外漢都是如此。頭腦未經正規訓練的人往往注意並記住那些符合自己觀點的事物，而忘卻其它。進行調查必須巧妙而深人，以便準確地確定觀察到的現象，即把人們觀察到的現象同人們對這些現象的解釋分開。這種耐心的調查常常是很有收獲的：因為農民有極好的機會搜集材料。雪貂容易感染犬瘟熱病這一重要發現就是從一個獵物看守人的斷言得到啟發。科學家們對他的話起初並不在意，幸好後來他們決定研究一下他的話是否真有道理。據說，意大利的農民相信瘧疾的傳播與蚊子有關已有兩千年了，但是直到五十年前這一事實才得到科學研究的證明。（青蒿治瘧疾已被晉朝葛洪記載一千多年了，剛得諾貝爾醫學獎。）

整理資料、弄清資料之間的相互關係並試圖規定課題等做法在這一階段都是有益的。例如，研究一種疾病時，應通過判斷疾病的症狀來說明這是什麼樣的疾病，並從而將這種疾病的症狀與其它可能引起混淆的病症加以區分。據報道，傑克遜(Hughlings Jackson)（傑克遜(1835-1911)，英國神經學家。一譯者）說過這樣的話：“對引起的事物的研究應先於對引起事物原因的研究。”

為了證明這樣做的必要性，這里舉一個典型的例子：野口（野口英世（1876-1928),日本細菌學家。―譯者）從鈎端螺旋體性黃疸病人身上分離出螺旋體，說這就是黃熱病的起因。這一可以理解的錯誤延誤了對黃熱病的研究（但關於野口因此自殺的誤傳是沒有根據的）。嚴重程度稍遜於此的例子更是屢見不鮮。

到這一步的時候，研究人員可以將課題分割成若干公式化的問題，並開始從實驗入手。在准備工作階段，科學研究人員不應消極地用資料充斥頭腦，而應該尋找現有知識上的空擋、不同作者報告中的差別、本地觀察到的現象和原先報告之間的矛盾、與有關課題相似的地方以及自己在實地考察中發現的線索。思想活躍的研究人員通常有廣闊的天地來提出假說，解釋所得的材料。從這些假說出發，通過實驗，或通過搜集其它的觀察資料，通常即可證明或否定某些結論。研究人員在充分考慮課題以後，決定要做的實驗。這個實驗應有可能得出最有用的結果。而又不超出研究人員技術能力和資金的限制。往往最好是從課題的幾個方面同時着手。然而，精力不宜過於分散，一俟找到某種有價值的論點，就應集中進行這一方面的工作。

同大多數別的工作一樣，實驗的成功與否主要取決於准備工作的細致程度。最有成就的實驗家常常是這樣的人：他們事先對課題加以周密思考，並將課題分成若干關鍵的問題，然後，精心設計為這些問題提供答案的實驗。一個關鍵性的實驗能得出符合一種假說而不符合另一種假說的結果。津澤 (Hans Zinisser)（津澤（1878-1940)，美國細菌學家。一一譯者）在寫到法國大細菌學家尼科爾〔Charles Nicolle)（尼科爾（l866-1936),法國細菌學家和醫生。一譯者）時說：

“尼科爾屬於那種在制定實驗方案之前周密考慮，精心構思，從而取得成功的人。他決不像第二流人物，做那種心血來潮而常常是考慮不周的實驗，自己急得如熱鍋螞蟻。確實，看到來自許多實驗室大量平庸的論文時，我常常想到了螞蟻。…相對來說，尼科爾做的實驗很少，很簡單。但是，他做的每一個實驗都是長時間智力孕育的結果，要考慮到一切可能的因素，並要在最後的試驗中加以檢驗。然後，他單刀直人，不做虛功。這就是巴斯德的方法，也是我們這個職業中所有偉大人物的方法。他們簡單的、結論明確的實驗，對於那些能夠欣賞的人來說，是一種莫大的精神享受。”

據說，劍橋大學的大生理學家巴克羅夫特(Joseph Barcroft)（巴克羅夫特（1872-1947），愛爾蘭生理學家。—譯者）有一種本事，能把問題化為最簡單的要素，然後用最直接的方法找出答案。研究工作的計劃這一總題目將在後面“戰略和戰術”一章中討論。

提要

研究人員的職責之一是跟上科學文獻。但是，若要不失獨創精神和觀點的新鮮，閱讀時必須抱批判、思考的態度。把知識僅僅當作資本投資來積累是不夠的。

科學家自己選定的課題往往最容易出成果。但初學者選題仍以不要過難並能得到專家指導為宜。

下面是研究醫學和生物學的一般程序：

1)  批判地審閱有關文獻。

2)  詳盡搜集現場資料，或進行同等的觀察調查，必要時輔之以實驗室標本檢驗。

3)  整理並相互聯系所得資料，規定課題，並將課題分成若干具體問題。

4）對各問題的答案作出猜側，並提出盡多的假說。

5）設計實驗時，應首先檢驗最關鍵問題上可能性最大的假說。